电化学传感器是利用电化学分析的原理和实验技术在分析检测过程中产生与目标物浓度相关的电信号来实现对目标分子的定性分析和定量检测。近年来,电化学传感器由于其成本低、操作简便、灵敏度高和选择性好,在生物分析领域中表现出巨大的应用潜力。纳米材料因尺寸小而拥有导电性好、比表面积大和催化活性高等杰出的电化学性质,可有效的提高电化学传感器的检测灵敏度、选择性和稳定性。因此,本论文利用纳米材料构建了三种不同的电化学传感平台,并将其用于检测α-葡萄糖苷酶及其抑制剂、食品和药品中的槲皮素以及活细胞在外界刺激下释放的过氧化氢。本论文主要研究内容分为以下三个部分:(1)利用由两个电活性基团组成的一体化电化学探针代替两个氧化还原分子,并结合碳纳米角可以增加电极的比表面积和促进电子转移的优点,制备了一种用于测定α-葡萄糖苷酶及其抑制剂的比率型电化学传感器。在最佳实验条件下,该方法检测到α-葡萄糖苷酶的浓度范围在0.001-0.016 U/mL之间,检测限为0.00056 U/mL。此外,我们选择能够抑制α-葡萄糖苷酶活性的阿卡波糖和桑白皮来评价该传感器用于筛选抗糖尿病药物的可行性,并得到了两种药物的IC50值分别为 0.55 mM 和 3.38 mg/mL。(2)槲皮素作为人类日常饮食中最重要的营养素之一,具有许多的生物活性。因此,发展一种有效并可靠的分析方法来检测槲皮素是非常有必要的。我们采用一种简便的自模板法在金电极(Au)的表面制备了三维高孔金膜(hp-Au),结果发现hp-Au具有较大的比表面积和优良的导电性。基于此,相比于裸电极和金纳米粒子修饰的金电极,hp-Au/Au对槲皮素的检测表现出较高的灵敏度,测得其线性范围为20nM-100 μM,检测限为3.9nM。与此同时,hp-Au/Au也具有较好的选择性、稳定性和重现性。此外,我们通过检测饮料或食品和药品样品中的槲皮素含量验证了该传感器的实用性。(3)过氧化氢作为生物体内氧的主要代谢物,其浓度水平与多种疾病有关,因此监测细胞在外界刺激下释放的过氧化氢具有重要意义。然而这对检测技术的灵敏度提出了更严格的要求。本研究发现,炭黑(CB)在保持双金属钯铜(PdCu)合金纳米结构的同时改善了纳米颗粒的分散性、提供了高的导电能力和大的比表面积,从而提高了 PdCu与CB的纳米复合物材料(PdCu/CB)对过氧化氢的电化学分析性能。在最佳条件下,测得过氧化氢的线性范围为0.4 μM-5.0 mM,检测限为54 nM。最后,成功将PdCu/CB/GCE用于实时监测Raw 264.7细胞释放的过氧化氢。